接着前面的學習:
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生活中的接口：
什么是接口?
一個Java接口是一些方法特征的集合，但沒有方法的實現。
在類中實現接口可以使用關鍵字implements，其基本格式如下：
[修飾符] class <類名> [extends 父類名] [implements 接口列表]{
}
修飾符：可選參數，用於指定類的訪問權限，可選值為public、abstract和final。
類名：必選參數，用於指定類的名稱，類名必須是合法的Java標識符。一般情況下，要求首字母大寫。
extends 父類名：可選參數，用於指定要定義的類繼承於哪個父類。當使用extends關鍵字時，父類名為必選參數。
implements 接口列表：可選參數，用於指定該類實現的是哪些接口。當使用implements關鍵字時，接口列表為必選參數。當接口列表中存在多個接口名時，各個接口名之間使用逗號分隔。
實現上面例子中的接口：
public interface PCI { //java接口，相當於主板上的PCI插槽的規范 public void start(); public void stop(); }
Java接口中定義的方法在不同的地方被實現，可以具有完全不同的行為：
//聲卡、網卡都實現了PCI插槽的規范，但行為完全不同 class SoundCard implements PCI { public void start() { System.out.println("SoundCard start..."); } public void stop() { System.out.println("Sound stop!"); } } class NetworkCard implements PCI { public void start() { System.out.println("NetworkCard send..."); } public void stop() { System.out.println("Send stop!"); } }
可以使用Java接口標識類型。運行時，根據實際創建的對象類型調用相應的方法實現：
public class javatest { public static void main(String[] args) { PCI nc = new NetworkCard(); PCI sc = new SoundCard(); nc.start(); sc.start(); } }
運行結果：
NetworkCard send...
SoundCard start...
為什么需要Java接口？
例子：為學校各中心開發這樣一個小系統，包含類型：教員、中心、打印機，具體要求如下：
1、教員、以及中心都具有方法：輸出詳細信息
2、中心具有屬性：打印機，能夠通過中心的打印機打印教員或中心的詳細信息
3、系統要具備良好的可擴展性與可維護性
先看方案1：
public class Teacher { //輸出教員的詳細信息 public String detail() { return “I am a teacher!"; } } public class Printer { public void print(String content) { System.out.println("start printing："); System.out.println(content); } } public class ggSchool { private Printer printer = new Printer(); //輸出學校的詳細信息 public String detail() { return “this is ggSchool"; } //使用打印機打印教員信息 public void print(Teacher t){ printer.print(t.detail()); } //使用打印機打印學院信息 public void print(ggSchool s){ printer.print(s.detail()); } }
那么，問題來了：
每增加一種新類型，都需要增加相應的print方法，程序的可擴展性及可維護性極差，這不符合系統的要求
先看方案2（使用接口）：
教師、中心都存在一個共同的方法特征：detail，它們對detail方法有各自不同的實現——這完全符合Java接口的定義
代碼如下：
public interface Introduceable { public String detail(); } public class Teacher implements Introduceable { //輸出教員的詳細信息 public String detail() { return “I am a teacher!"; } } public class ggSchool implements Introduceable { private Printer printer = new Printer(); //輸出學校的詳細信息 public String detail() { return “this is ggSchool"; } public void print(Introduceable intro) { //使用print方法時，參數可以是任何Introduceable接口的實現類的對象， //不必再為不同的類型建立不同的print方法了 printer.print(intro.detail()); } } public class Printer { public void print(String content) { System.out.println("start printing："); System.out.println(content); } }
通過Java接口，我們同樣可以享受到多態性的好處，大大提高了程序的可擴展性及可維護性
什么是面向接口編程？
開發系統時，主體構架使用接口，接口構成系統的骨架，這樣就可以通過更換接口的實現類來更換系統的實現
打印機有多種類型，比如：黑白打印機、彩色打印機等
學院可能配備其中任意一款打印機，負責打印教員、或者學院的詳細信息
系統要具備良好的可擴展性與可維護性
第一步：抽象出Java接口
1、分析：
黑白、彩色打印機都存在一個共同的方法特征：print
黑白、彩色打印機對print方法有各自不同的實現
2、結論：
抽象出Java接口PrinterFace，在其中定義方法print
3、具體實現：
public interface PrinterFace { public void print(String content); }
1、分析：
已經抽象出Java接口PrinterFace，並在其中定義了print方法黑白、彩色打印機對print方法有各自不同的實現
2、結論：黑白、彩色打印機都實現PrinterFace接口，各自實現print方法
3、具體實現：
public class ColorPrinter implements PrinterFace { public void print(String content) { System.out.println("彩色打印："); System.out.println(content); } } public class BlackPrinter implements PrinterFace { public void print(String content) { System.out.println("黑白打印："); System.out.println(content); } }
第三步：使用Java接口
1、分析：主體構架使用接口, 讓接口構成系統的骨架
2、結論：更換實現接口的類就可以更換系統的實現
3、具體實現：
public class ggSchool implements Introduceable{ private PrinterFace printer; //打印機 public void setPrinter(PrinterFace p) { this.printer = p; } public String detail() { return "this is ggSchool!"; } public void print(Introduceable intro){ printer.print(intro.detail()); } } public class Test { public static void main(String[] args) { // 創建學院實例 ggSchool school=new ggSchool(); //為該學院配備黑白打印機 school.setPrinter(new BlackPrinter()); school.print(school); //為該學院配備彩色打印機 school.setPrinter(new ColorPrinter()); school.print(school); } }
抽象類與接口
抽象類的子類必須覆蓋所有的抽象方法后才能被實例化，否則這個子類還是個抽象類。
如果一個抽象類中的所有方法都是抽象的，就可以將這個類用另外一種方式來定義，也就是接口定義。
抽象方法只需聲明，不需實現。
接口是抽象方法和常量值的定義的集合。
從本質上講，接口是一種特殊的抽象類。這種抽象類中包含常量和方法的定義，而沒有變量和方法的實現。例如
注意：在接口的定義中，所有的成員都是public訪問類型的，而不論是否用public關鍵字修飾；接口里的變量都是用public static final標識的，所以，接口中定義的變量就是全局靜
態常量。
我們可以定義一個新的接口，用extends關鍵字去繼承一個已有的接口。注意：只能接口繼承接口，類不能繼承接口。
一個類只能用implements關鍵字去實現一個接口中的所有方法
一個類可以在繼承一個父類的同時，實現一個或多個接口，extends關鍵字必須位於implements關鍵字之前，如我們可以這樣定義：
class classA { //... } public interface Interface1{ //... } public interface Interface2{ //... } class classB extends classA implements Interface1 Interface2{ //... }
抽象類和接口的區別
1.語法層面上的區別
1）抽象類可以提供成員方法的實現細節，而接口中只能存在public abstract 方法；
2）抽象類中的成員變量可以是各種類型的，而接口中的成員變量只能是public static final類型的；
3）接口中不能含有靜態代碼塊以及靜態方法，而抽象類可以有靜態代碼塊和靜態方法；
4）一個類只能繼承一個抽象類，而一個類卻可以實現多個接口。
2.設計層面上的區別
1）抽象類是對一種事物的抽象，即對類抽象，而接口是對行為的抽象。抽象類是對整個類整體進行抽象，包括屬性、行為，但是接口卻是對類局部（行為）進行抽象。舉個簡單的例子，飛機和鳥是不同類的事物，但是它們都有一個共性，就是都會飛。那么在設計的時候，可以將飛機設計為一個類Airplane，將鳥設計為一個類Bird，但是不能將 飛行 這個特性也設計為類，因此它只是一個行為特性，並不是對一類事物的抽象描述。此時可以將 飛行 設計為一個接口Fly，包含方法fly( )，然后Airplane和Bird分別根據自己的需要實現Fly這個接口。然后至於有不同種類的飛機，比如戰斗機、民用飛機等直接繼承Airplane即可，對於鳥也是類似的，不同種類的鳥直接繼承Bird類即可。從這里可以看出，繼承是一個 "是不是"的關系，而接口實現則是 "有沒有"的關系。如果一個類繼承了某個抽象類，則子類必定是抽象類的種類，而接口實現則是有沒有、具備不具備的關系，比如鳥是否能飛（或者是否具備飛行這個特點），能飛行則可以實現這個接口，不能飛行就不實現這個接口。
2）設計層面不同，抽象類作為很多子類的父類，它是一種模板式設計。而接口是一種行為規范，它是一種輻射式設計。什么是模板式設計？最簡單例子，大家都用過ppt里面的模板，如果用模板A設計了ppt B和ppt C，ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了，如果它們的公共部分需要改動，則只需要改動模板A就可以了，不需要重新對ppt B和ppt C進行改動。而輻射式設計，比如某個電梯都裝了某種報警器，一旦要更新報警器，就必須全部更新。也就是說對於抽象類，如果需要添加新的方法，可以直接在抽象類中添加具體的實現，子類可以不進行變更；而對於接口則不行，如果接口進行了變更，則所有實現這個接口的類都必須進行相應的改動。
下面看一個網上流傳最廣泛的例子：門和警報的例子：門都有open( )和close( )兩個動作，此時我們可以定義通過抽象類和接口來定義這個抽象概念：
abstract class Door { public abstract void open(); public abstract void close(); }
或者：
interface Door { public abstract void open(); public abstract void close(); }
但是現在如果我們需要門具有報警alarm( )的功能，那么該如何實現？下面提供兩種思路：
1）將這三個功能都放在抽象類里面，但是這樣一來所有繼承於這個抽象類的子類都具備了報警功能，但是有的門並不一定具備報警功能；
2）將這三個功能都放在接口里，需要用到報警功能的類就需要實現這個接口中的open( )和close( )，也許這個類根本就不具備open( )和close( )這兩個功能，比如火災報警器。
從這里可以看出， Door的open() 、close()和alarm()根本就屬於兩個不同范疇內的行為，open()和close()屬於門本身固有的行為特性，而alarm()屬於延伸的附加行為。因此最好的解決辦法是單獨將報警設計為一個接口，包含alarm()行為,Door設計為單獨的一個抽象類，包含open和close兩種行為。再設計一個報警門繼承Door類和實現Alarm接口。
interface Alram { void alarm(); } abstract class Door { void open(); void close(); } class AlarmDoor extends Door implements Alarm { void oepn() { //.... } void close() { //.... } void alarm() { //.... } }
抽象類和接口在Java中的應用
例子：假設有若干 (如1000）個Circle，Rectangle以及若干個其他形狀，希望計算它們的總面積，直截了當的做法是將它們分別放到多個數組中，分別循環求出各形狀的面積，然后累加，這種做法是不漂亮的。如果還有其它形狀：triangle，ellipses等，上述方法顯得“累贅”。希望有一種統一的表示，例如用一個數組shape[]，接受所有的形狀，然后用：
for (i=0; i<shape.length; i++) area_total += shape[i].area();
用抽象類實現多種形狀面積的累加：
首先看看Circle和Rectangle兩個類，如何完成相關參數的計算 ：
class Circle { public float r; Circle(float r) { this.r = r; } public float area() { return 3.14 * r * r; } } class Rectangle { public float width, height; Rectangle (float w, float h) { width = w; height = h; } public float area() { return width * height; } }
現在要利用抽象類實現多種形狀面積的累加，確保每種形狀分別用不同的方法來計算它們的面積和周長。因此，超類Shape包含抽象方法computeArea，然后在不同的子類中實現和覆蓋這個方法，同時添加toString方法來顯示幾何形狀的一些基本屬性。現在聲明了1000個Shape對象的數組，然后循環1000次隨機產生1000個平面圖形對象，形狀為圓、矩形、正方形三種之一。
abstract class Shape { abstract float computeArea(); } class Circle extends Shape { public float r; public Circle(float r) { this.r = r; } public float computeArea() { return (float)3.14 * r * r; } } class Rectangle extends Shape { public float width, height; Rectangle (float w, float h) { width = w; //這里不需"this" height = h; } public float computeArea() { return width * height; } }
用接口實現多種形狀面積的累加：
用接口的方式實現多種形狀面積的累加，需要將用抽象類表示的Shape類改成接口。由於接口的語法定義要求，我們要把原來抽象類中的成員變量去掉，成員方法改成抽象方法computeArea()，該方法返回一個double類型。所以，這個接口定義為：
public interface Shape2 { public abstract double computeArea(); }
接口實現如下:
interface Shape2 { public double computeArea(); } class Circle2 implements Shape2 { protected double radius; public Circle2(double _radius) { radius = _radius; } public double computeArea() { return Math.PI * radius * radius; } } class Rect2 implements Shape2 { protected double width, height; public Rect2(double w, double h) { width = w; height = h; } public double computeArea() { return width * height; } }
用一個object數組實現多種形狀面積的累加:
定義一個數組，它可以同時存儲矩形、圓和正方形，每個Java類都是由Object擴展而來的。因此，所有的類都屬於Object類型，我們可以創建一個Object類型的數組來存儲任何類型的對象，也就可以存儲矩形、圓和正方形對象
完整代碼如下：
package javatest; import java.util.*; import java.io.*; interface Shape2 { public double computeArea(); } class Circle2 implements Shape2 { protected double radius; public Circle2(double _radius) { radius = _radius; } public double computeArea() { return Math.PI * radius * radius; } } class Rect2 implements Shape2 { protected double width, height; public Rect2(double w, double h) { width = w; height = h; } public double computeArea() { return width * height; } } public class javatest { public static void main(String args[ ]) { Shape2 s[] = { new Circle2(4), new Rect2(4, 4), new Circle2(10), new Rect2(20, 2), new Rect2(8, 10) }; double total = 0; for(int i = 0; i < s.length; i++) total = total + s[i].computeArea(); System.out.println("totalArea = " + (int)total); } }
參考資料
《java接口講義》--siyuan學院
《java課程講義》--東華大學計算機學院